ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Румянцев В.В., Кадышев В.Г.

 

ТУРБОКОМПРЕССОРЫДЛЯ НАДДУВА

ПОРШНЕВЫХ ДВС

 

Методические указания к лабораторным работам для студентов направлений

141100.62 – Энергетическое машиностроение

190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

 

 

Набережные Челны, 2015

УДК 621.431

 

Печатается по рекомендации к изданию, принятой на заседании кафедры «Автомобили, автомобильные двигатели и дизайн» Набережночелнинского института (филиала) КФУ от “__”_________ 2015 г.

 

Рецензент: к.т.н., К.Г.Белоконь

 

Турбокомпрессоры для наддува поршневых ДВС: методические указания к лабораторным работам / В.В.Румянцев, В.Г. Кадышев. – Набережные Челны: НЧИ КФУ, 2015. - 20с.

 

Даны методические указания к выполнению лабораторных работ по курсам:

- Агрегаты наддува двигателей для студентов направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение;

- Техническая эксплуатация современных двигателей для студентов направления 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов.

 

 

© В.В. Румянцев, В.Г.Кадышев, 2015 г.

© Набережночелнинский институт

(филиал) КФУ, 2015 год.

 

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
Введение…………………………………………………….
I Лабораторные работы по курсу «Агрегаты наддува двигателей» для студентов направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение……………………….
1.1 Лабораторная работа №1. Изучение конструкции центробежных компрессоров………………………………….
1.2 Лабораторная работа № 2. Изучение конструкции центробежных компрессоров……………………………….
1.3. Лабораторная работа № 3. Изучение конструкции радиально-осевой турбины……………………………………
1.4. Лабораторная работа № 4. Изучение конструкции радиально-осевой турбины……………………………………
1.5. Лабораторная работа № 5. Изучение конструкции подшипниковых узлов ТКР…………………………………
II. Указания к выполнению лабораторных работ студентами направления 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов… по курсу «Техническая эксплуатация современных двигателей»..
III. Общие замечания по выполнению и оформлению лабораторных работ. ………………………………………….
3.1. Выполнение эскизов деталей агрегатов наддува….
3.2.Оформление отчета по лабораторным работам.
Приложение А. Форма титульного листа отчета по лабораторным работам для студентов направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение……………………..
Приложение Б. Форма титульного листа отчета по лабораторным работам для студентов направления 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов………………………………………………….

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с учебными планами НЧИ КФУ студенты направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение в рамках дисциплины «Агрегаты наддува двигателей» и 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов в рамках дисциплины «Техническая эксплуатация современных двигателей» выполняют лабораторные работы, в том числе по изучению конструкции агрегатов наддува поршневых ДВС.

Поскольку основным типом агрегатов наддува ДВС на сегодняшний день являются свободные турбокомпрессоры (ТКР), часть лабораторных работ для студентов указанных направлений посвящена изучению их конструкции.

В методических указаниях приведена методология выполнения лабораторных работ по изучению конструкции турбокомпрессоров и их основных элементов и требования к оформлению отчета.

Для студентов направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение изучение конструкции турбокомпрессоров, эскизирование отдельных деталей, определение абсолютных и относительных размеров предшествует и способствует выполнению курсовой работы.

Номера, темы и содержание работ полностью соответствуют рабочим программам дисциплин «Агрегаты наддува двигателей» и «Техническая эксплуатация современных двигателей» соответствующих направлений.

 

I Лабораторные работы по курсу

«Агрегаты наддува двигателей»

для студентов направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение

 

1.1 Лабораторная работа №1

Тема: Изучение конструкции центробежных компрессоров.

Содержание работы: Выполнить эскизы рабочих колес. Составить таблицу абсолютных и относительных размеров согласно методическим указаниям.

Цель работы: изучение особенностей устройства и конструкции центробежных компрессоров (ЦБК) малоразмерных турбокомпрессоров типа ТКР автотракторных ДВС.

Порядок выполнения работы:

1. По одному из образцов рабочих колес ЦБК (рисунок 1) выполнить эскиз. Указать следующие размеры (нанести только обозначения без числовых значений):

- D_2K – внешний диаметр рабочего колеса на выходе;

- D₁ – внешний диаметр рабочего колеса на входе;

- D_1ВТ - диаметр втулки рабочего колеса на входе;

- D_1СР – среднерасходный диаметр рабочего колеса на входе;

- В – ширину рабочего колеса;

- b – ширину направляющего аппарата;

- d – диаметр центрального отверстия;

- δ _D1СР, δ _D2K – толщины лопаток на диаметрах D_1СР и D_2K;

- h – высота лопаток на выходе из колеса;

- δ_д – толщина диска на выходе из рабочего колеса.

2. По результатам замеров (3...4 варианта рабочих колес) составить таблицы основных абсолютных (таблица 1) и относительных размеров (таблица 2) и определить типоразмеры ТКР.

3. Расчетным путем определить:

- среднерасходный диаметр на входе в рабочее колесо

Рисунок 1 - Рабочее колесо компрессора

 

- шаг лопаток на диаметре D_1СР на входе в рабочее колесо

 

- шаг лопаток на диаметре D_2K ()

 

 

1.2 Лабораторная работа № 2.

Тема: Изучение конструкции центробежных компрессоров.

Содержание работы: Выполнить эскиз корпуса (улитки) центробежного компрессора с размерами.

Цель работы: изучение конструкции корпусов (улиток) ЦБК.

Таблица 1 – Основные размеры рабочих колес малоразмерных ЦБК

 

 

№ варианта

Внешний диаметр D2К, мм

Диаметр втулки,D1ВТ, мм

Внешний диаметр рабочего колеса на входе D1, мм

Среднерасходный диаметр

Ширина рабочего колеса В, мм

Ширина направляющего аппарата b, мм

Количество лопаток,

Толщина лопаток на диаметре

Высота лопаток на выходе из колеса h, мм

Толщина диска на выходе из рабочего колеса δд, мм

Шаг лопаток на диаметре D1СР

Шаг лопаток на диаметре D2K, мм

D1СР

D2K

δD1СР , мм

δ D2K, мм

 

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскиз (фронтальная проекция) корпуса и эскиз корпуса в разрезе (рисунок 2).

2. Нанести размеры.

 

Рисунок 2 - Фото корпуса (улитки) компрессора

 

 

1.3. Лабораторная работа № 3.

Тема: Изучение конструкции радиально-осевой турбины.

Содержание работы: Выполнить эскиз ротора турбины ТКР (рисунок 3). Составить таблицу абсолютных и относительных размеров согласно методическим указаниям.

Цель работы: изучение особенностей устройства роторов малоразмерных турбокомпрессоров.

 

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскиз одного из вариантов корпуса турбины ТКР.

2. Нанести основные размеры.

3. Результаты замеров (3...4 варианта) и расчетов относительных размеров занести в таблицу 3.

 

Таблица 2 – Относительные размеры рабочих колес малоразмерных ЦБК

 

№ варианта	Втулочное отношение D1ВТ / D1	Отношение D1 / D2K	Относительная толщина лопаток на диаметре	Коэффициент загромождения	Коэффициент мощности µ	Отношение В/D2K	Отношение b/D2K
D1СР	D2K
1СР = δ1СР/t1CР	2 = δ D2K/t2	τ1	τ2

 

Примечание: результаты таблицы 2 используются при выполнении курсовой работы

Рисунок 3 - Ротор турбины

Таблица 3 – Основные абсолютные и относительные размеры роторов и рабочих колес турбин ТКР

 

№ варианта	Абсолютные размеры	Относительные размеры	Количество лопаток рабочего колеса ZK, шт.
Внешний диаметр на входе D1T, мм	Внешний диаметр на выходе D2T, мм	Диаметр втулки на выходе D2ВТ, мм	Ширина колеса В, мм	Ширина реактивной части колеса b, мм	Среднерасходный диаметр на выходе D2СР мм	Степень радиальности µТ = D2СР / D1T	Относительная ширина рабочего колеса ß = В / D1T

 

1.4. Лабораторная работа № 4.

Тема: Изучение конструкции радиально-осевой турбины.

Содержание работы: Выполнить эскиз корпуса (улитки) турбины. Нанести размеры.

Цель работы: изучение особенностей устройства улиток радиально-осевых турбин малоразмерных турбокомпрессоров.

 

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскиз (фронтальная проекция) корпуса улитки турбины (рисунок 4);

2. Выполнить эскиз разреза корпуса (рисунок 5);

3. Нанести основные и присоединительные размеры (вид на присоединительный фланец, рисунок 6).

Рисунок 4 - Корпус турбины	Рисунок 5 - Корпус турбины в разрезе

 

1.5. Лабораторная работа № 5.

Тема: Изучение конструкции подшипниковых узлов ТКР.

Содержание работы: сделать эскизы двух вариантов подшипникового узла ТКР7 (рисунок 7). Нанести основные размеры.

Цель работы: изучение разновидностей конструкции подшипниковых узлов малоразмерных турбокомпрессоров.

Таблица 3 – Основные абсолютные и относительные размеры роторов и рабочих колес турбин ТКР

 

№ варианта	Абсолютные размеры	Относительные размеры	Количество лопаток рабочего колеса ZK, шт.
Внешний диаметр на входе D1T, мм	Внешний диаметр на выходе D2T, мм	Диаметр втулки на выходе D2ВТ, мм	Ширина колеса В, мм	Ширина реактивной части колеса b, мм	Среднерасходный диаметр на выходе D2СР мм	Степень радиальности µТ = D2СР / D1T	Относительная ширина рабочего колеса ß = В / D1T

 

Примечание: результаты таблицы 3 используются при выполнении курсовой работы.

Рисунок 6 – Присоединительный фланец турбины

 

Порядок выполнения работы:

1.Выполнить эскиз одного из предлагаемых вариантов подшипникового узла ТКР (продольный разрез)

2. Выполнить эскиз поперечного разреза подшипникового узла ТКР.

3. Нанести размеры.

 

 

II. Указания к выполнению лабораторных работ

студентами направления

190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов по курсу

«Техническая эксплуатация современных двигателей»

 

2.1. Лабораторная работа № 1.

Тема: Изучение устройства приводных нагнетателей.

Содержание работы: Изучение устройства поршневого компрессора, винтового нагнетателя типа РУТ.

Цель работы: изучение конструкции и принципа действия поршневого компрессора автомобилей с воздушной тормозной

Рисунок 7 – Подшипниковый узел ТКР в разрезе

 

системой и винтового нагнетателя типа Рут (рисунок 8).

Порядок выполнения работы:

1. Составить схему поршневого компрессора, описать устройство органов газораспределения, показать в р-V-диаграмме и описать процессы поршневого компрессора.

2. Составить схему винтового компрессора типа Рут, показать в р-V-диаграмме и описать процессы компрессора.

 

Рисунок 8 – Нагнетатель Рут

 

 

2.2.Лабораторная работа № 2.

Тема. Лопаточные компрессоры.

Содержание работы: Устройство центробежных компрессоров.

Цель работы: Изучение устройства рабочих колес и корпусов (улиток) центробежных компрессоров.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскиз одного из рабочих колес центробежного компрессора, нанести размеры, определить типоразмер в соответствии с ГОСТ.

2. Выполнить эскиз одного из корпусов (см. рис. 1 и 2), нанести размеры.

 

2.3. Лабораторная работа № 3.

Тема: Газовые турбины

Содержание работы: Устройства радиально-осевых турбин.

Цель работы: Изучение устройства роторов и корпусов радиально-осевых турбин ТКР.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскиз ротора турбины малоразмерного ТКР (см. рисунок 3), проставить размеры.

2. Выполнить эскиз (фронтальная проекция) корпуса улитки турбины (рисунок 4);

3. Выполнить эскиз разреза корпуса (рисунок 5);

4. Нанести основные и присоединительные размеры (рисунок 6).

2.4.Лабораторная работа № 4.

Тема: Устройство подшипниковых узлов ТКР.

Содержание работы: Изучение устройства подшипниковых узлов ТКР.

Цель работы: Изучение устройства подшипниковых узлов ТКР.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить эскизы одного из предлагаемых вариантов подшипникового узла ТКР (рисунки 4 и 5).

2. Нанести основные и присоединительные размеры (рисунок 6).

 

III. Общие замечания по выполнению и оформлению лабораторных работ.

3.1.Выполнение эскизов деталей агрегатов наддува.

Эскизы деталей выполняются на миллиметровой бумаге форматов А4 или А3 в зависимости от габаритов самих деталей.

 

3.2.Оформление отчета по лабораторным работам.

Отчет с выполненными эскизами и таблицами (таблицы заполняют студенты направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение) брошюруются в порядке выполнения лабораторных работ.

Титульные листы оформляется в соответствии с Приложениями А (для направления 141100.62 – Энергетическое машиностроение) и Б (для направления 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов).

Приложение А

Форма титульного листа отчета по лабораторным работам

для студентов направления

141100.62 – Энергетическое машиностроение

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Казанский (Приволжский) федеральный университет"

Набережночелнинский институт (филиал)

 

 

ОТЧЕТ

по лабораторным работам по дисциплине

«Агрегаты наддува двигателей»

 

Выполнил студент гр.________________

________________/__________________/

(подпись) (Ф.И.О.)

 

Проверил___________________________

(должность, Ф.И.О.преподавателя)

 

«_____»__________201___г. ______________

(подпись)

 

Набережные Челны, 201___г.

 

Приложение Б

Форма титульного листа отчета по лабораторным работам

для студентов направления

190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Казанский (Приволжский) федеральный университет"

Набережночелнинский институт (филиал)

 

 

ОТЧЕТ

по лабораторным работам по дисциплине

«Техническая эксплуатация современных двигателей»

 

Выполнил студент гр.________________

________________/__________________/

(подпись) (Ф.И.О.)

 

Проверил___________________________

(должность, Ф.И.О.преподавателя)

 

«_____»__________201___г. ______________

(подпись)

 

 

Набережные Челны, 201___г.

 

 

Учебное издание

 

 

Валерий Владимирович Румянцев, Вячеслав Григорьевич Кадышев

 

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

БАКАЛАВРА

 

Методические указания к лабораторным работам для студентов направлений

141100.62 – Энергетическое машиностроение

190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

 

Компьютерный набор и верстка: В.В. Румянцев

Печатается в авторской редакции

 

 

Отпечатано с готового оригинал-макета в Издательско-полиграфическом центре Набережночелнинского института Казанского (Приволжского) федерального университета

 

 

Подписано в печать г. Формат 60х84/16. Печать ризографическая

Бумага офсетная №1 Гарнитура «Times New Roman»

Усл. п. л. 4,07 Уч.-изд. л. 4,07 Тираж 200 экз. Заказ №

_____________________________________________________________

 

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19

Тел./факс (8552) 39-65-99 e-mail: ic-nchi-kpfu@mail.ru